關于空分設備的分子篩凈化技術探討

孫曉燕

（玉門油田分公司煉油化工總廠空分車間，甘肅玉門 735200）

關于空分設備的分子篩凈化技術探討

孫曉燕

（玉門油田分公司煉油化工總廠空分車間，甘肅玉門 735200）

空氣分離裝置被廣泛地應用在工業生產中，并發揮著至關重要的作用。空氣分離裝置把所需要的氣體，比如氮氣、氧氣等等，經過一定的處理流程（精餾、液化等）把其從通入裝置中的空氣內分離出來，然后根據生產的需要投入到生產中去。從空氣分離設備的分子篩吸附器的介紹出發，對空氣分離裝置的變壓解吸技術進行詳細地分析，最終對如何更好地改善分子篩凈化系統中的氮氣放空閥、均壓閥采取了一定的措施，望經過創新改進之后，分子篩凈化技術可以充分發揮出作用。

空分設備；分子篩；凈化技術

1 空分設備的分子篩吸附設備介紹

我國從傳統的第五代空分設備的分子篩吸附設備到杭氧空分設備，發展到現在已經擁有含有精餾技術的全新空分設備的分子篩吸附設備，該設備中的分子篩吸附器的結構不單單得到了進一步地完善，其功能也逐漸提高。在整個空氣分離設備中的最主要的流程便是分子篩精華空分流程。隨著科學技術的不斷進步，目前已經研制出了功能較好的分子篩吸附試劑，提高了分子篩的吸附能力。

目前應用較為廣泛的分子篩凈化技術主要是雙層床、單層床兩種吸附凈化技術。其中雙層床吸附凈化技術在使用時主要是通過水可以被活性氧化鋁吸收的性能，在整個反應裝置的底部加入分子篩，其可以有效地吸收反應中的酸性物質、水或者二氧化碳等。但是，該技術的整體吸附效果并不明顯，在吸附的過程中還具有一定的選擇性，所以不能充分地發揮三氧化鋁的性能，消耗分子篩的數量也相對較大。單層床吸附凈化技術在進行吸附時主要是利用分子篩可以有效的吸收碳氫化合物、水以及二氧化氮等，并且表現出較高的清除效率。使用該技術可以使分子篩量達到最大值［1］。未出傳質區內的分子篩可以對雜質進行有效吸收，其在結構上更加簡捷，且還可以在實施的過程中起到節約分子篩量的作用。

2 分子篩變壓解吸附技術介紹

我們在使用空氣分離設備把空氣中的水分、二氧化碳以及碳氫化合物剔除的過程中，往往使用常溫分子篩吸附器來剔除的物質進行吸附。若想在實施的過程中保障整體裝置具有較為穩定的性能，則需要分子篩吸附器的再生效應得到有效保障。其不單單可以最大限度的提高分子篩的解吸作用，還可以使得最終的清除質量滿足清除的目標。當前在實際的操作中使用解吸法首先需要加熱冷箱中排出的氮氣，然后在常溫環境中冷吹，這樣才能使得吸附劑逐漸變溫再生。但是在操作的過程中需要注意熱操作處理具有較大能量損耗。

此外，變壓解吸技術在空分裝置的分子篩凈化技術中已經具有較為廣泛的應用，國際上很多發達國家已經率先使其融入生產，并在生產的過程中獲得較好的實施效果。分子篩凈化技術是一種無熱再生的技術，在整個過程中免去了加熱的環節，這導致吸附劑的效果大大降低，然而在實踐中該效果的發揮受到時間的限制，整體的流程相比較而言十分簡潔。由于其周期比較短，所以需要多次切換閥門，這導致閥門的損耗增加。變壓解吸技術作為空分設備的分子篩凈化技術的核心技術。當前進行分子篩凈化技術的研究重點是如何減少其能耗，并保證其安全性。因此，我們需要對變壓解析技術進行不斷深入的研究，使得其吸附效果滿足實際生產的同時，可以達到節能的效果。

3 如何更好地完善分子篩凈化系統的氮氣放空閥、均壓閥

實際生產過程中的空分設備含有兩對可以進行交替使用的分子篩吸附器。當使用周期結束后需要再處理時，要通過均壓環節，此時需要均壓閥門被開啟后，在吸附器中注入一定的空氣。若工作吸附器以及再生吸附器兩個設備的壓力相同時，需要均壓操作。此過程中的作用是相對的，因此可以不使用傳統的氣動調節閥門，通過直通型球閥保證兩個分子篩吸附器的均壓實現相互一致。

當分子篩凈化吸附器被泄壓或者進行均壓操作不需要在吸附器中通入污氮氣。而污氮氣往往在上塔中隨著時間進行存儲和積累，最終導致整個設備承受的壓力變大，使得閥門出現滯后性打開的現象。當壓力達到上塔能承受的最大值時，設備的整體性能將受到嚴重影響。為了有效地改善上塔中壓力過大的現象，需要逐漸完善空分設備中的分子篩技術，并利用時間控制器對設備中的閥門進行合理的調控。當要進行均壓操作前，率先打開閥門，并使得跟蹤調節的任務被順利完成。

4 結束語

綜上所述，在科學技術發展的帶動下，空氣分離設備的技術水平逐漸地提高，其內部構造也在不斷完善。為了滿足人們對空氣分離設備愈來愈高的要求，我們需要對分子篩凈化技術進行不斷的革新和發展，并逐漸提高關于分子篩凈化路程的優化研究。本文從空分設備的分子篩吸附設備介紹出發，對空分設備的分子篩吸附設備進行了詳細的分析，同時闡述了分子篩變壓解吸附技術。為了有效地完善分子篩凈化系統的氮氣放空閥、均壓閥等裝備，我們需要摒棄傳統的氣動調節閥，使用新型的閥門進行代替，最終保障分子篩吸附器的同步運行。為了保障空氣分離設備的分子篩技術可以得到有效完善，需要利用時間控制器對閥門調控，保證跟蹤調節。對實際運行時常常出現的問題進行記錄和備案，并多方面考慮和分析吸附器的優化問題。根據生產中實際流程的發展要求，研究人員需要從吸附器的設計角度進行考慮，并對吸附器進行研究，在有效減少分子篩凈化的生產成本的同時，可以使得分子篩凈化設備的能量消耗大大降低。為了響應空氣分離等級的具體生產要求，科學、合理地實行分子篩凈化系統的調控，這樣才能有助于分子篩系統設計效率的不斷提高，最大限度地發揮出分子篩凈化技術的效果，并使得其生產的質量得到有效保證。

［1］ 胡雷杰.淺談石化企業現代化的空氣分離設備及其發展趨勢［J］.中國石油和化工標準與質量，2013，（18）.

Discussion on Molecular Sieve Purification Technology for Air Separation Plant

Sun Xiao-yan

Air separation devices are widely used in industrial production and play a vital role.Air separation device to the required gas，such as nitrogen，oxygen，etc.，through a certain process flow（rectification，liquefaction，etc.）from the access device in the air separation，and then according to the production needs into production go with.In this paper，the pressure swing desorption technology of the air separation plant is analyzed in detail.Finally，some measures are taken to improve the nitrogen purge valve and pressure equalizing valve in the molecular sieve purifi cation system.，Hope after innovation and improvement，the molecular sieve purifi cation technology can fully play out.

air separation plant；molecular sieve；purifi cation technology

TQ116.1

A

1003-6490（2016）07-0058-02

2016-07-06

孫曉燕（1980—），女，甘肅玉門人，技術員，主要從事空分設備的操作工作。